Au centre de la Voie lactée, il y a une source radio persistante massive connue sous le nom de Sagittarius A*. Depuis les années 1970, les astronomes savent que cette source est un trou noir supermassif (SMBH) d’environ 4 millions de fois la masse de notre Soleil. Grâce aux progrès de l’optique, des spectromètres et de l’interférométrie, les astronomes ont pu scruter le centre galactique. De plus, grâce au consortium international connu sous le nom de Event Horizon Telescope (EHT), le monde a pu voir la première image du Sagittaire A* (Sgr A*) en mai 2022.
Ces efforts ont permis aux astronomes et astrophysiciens de caractériser l’environnement au centre de notre galaxie et de voir comment les lois de la physique fonctionnent dans les conditions les plus extrêmes. Par exemple, des scientifiques ont observé un mystérieux objet allongé autour du Sgr A* (nommé X7) et se sont demandé ce que c’était. Dans une nouvelle étude basée sur deux décennies de données, une équipe internationale d’astronomes du UCLA Galactic Center Group (GCG) et de l’Observatoire Keck a proposé qu’il pourrait s’agir d’un nuage de débris créé par une collision stellaire.
L’effort de recherche a été mené par la Galactic Center Initiative, un projet international composé de scientifiques du Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA), de l’Observatoire WM Keck, de l’Observatoire de Paris (Sorbonne Universite), l’Université de Californie à Berkeley et l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIS). L’article qui décrit leurs découvertes est récemment paru dans Le Journal Astrophysique.
À l’aide des télescopes de 10 mètres (32,8 pieds) de l’observatoire Keck sur le Mauna Kea, l’équipe du GCG mesure l’étoile la plus proche de Sgr A* (S0-2) depuis plus de vingt ans (depuis 1995). Ils sont l’un des deux seuls groupes au monde à avoir observé S0-2 faire une orbite complète de Sgr A * – un processus qui prend 16 ans – dans le but de tester la théorie de la relativité générale d’Einstein. L’équipe a passé le même temps à surveiller l’objet connu sous le nom de X7, un nuage de poussière et de gaz d’environ 50 masses terrestres qui met 170 ans pour orbiter autour du SMBH.
Comme ils le rapportent dans leur étude, X7 s’est allongé et étiré par les forces de marée alors qu’il s’est rapproché de Sag A*. Au cours des prochaines décennies, ils prévoient que le X7 se désintégrera à mesure que la poussière et le gaz qui le composent s’accumuleront sur la face du SMBH. Comme Anna Ciurlo, chercheuse adjointe à l’UCLA et auteure principale de l’article, l’a déclaré dans un communiqué de presse de l’UCLA :
“Aucun autre objet dans cette région n’a montré une évolution aussi extrême. Il a commencé en forme de comète et les gens ont pensé qu’il avait peut-être cette forme à cause des vents stellaires ou des jets de particules du trou noir. Mais comme nous l’avons suivi pendant 20 ans, nous l’avons vu s’allonger. Quelque chose a dû mettre ce nuage sur son chemin particulier avec son orientation particulière.
L’équipe note également que X7 a des propriétés similaires à d’autres objets poussiéreux étranges en orbite autour de Sag A * (alias objets G). Ces objets ressemblent à des nuages de poussière mais se comportent comme des étoiles et ont été identifiés à l’aide de 12 ans de mesures spectroscopiques effectuées à l’aide du spectrographe d’imagerie infrarouge à suppression d’OH de Keck (OSIRIS). Les résultats de cette étude (également dirigée par Ciurlo) ont été présentés en 2018 lors du 232nd American Astronomical Society Meeting. Cependant, la forme et la vitesse du X7 ont changé de manière plus spectaculaire que les Gobjects, atteignant des vitesses allant jusqu’à 1 126,5 km/s (700 mps).
Ces résultats sont l’analyse la plus robuste à ce jour des changements d’apparence, de forme et de comportement du X7 et d’abord estimation de l’orbite légèrement elliptique de X7. Alors que les origines de X7 font toujours l’objet de débats, la découverte de l’équipe suggère qu’elle résulte d’une collision entre deux étoiles en orbite autour de Sgr A*. De telles fusions sont très courantes, notamment au voisinage des trous noirs. Cette fusion a probablement éjecté du gaz et de la poussière, qui auraient pu former une coquille cachant l’étoile fusionnée tandis que le reste est devenu l’objet X7.
“Les étoiles s’entourent, se rapprochent, fusionnent et la nouvelle étoile est cachée dans un nuage de poussière et de gaz”, a déclaré Ciurlo. “X7 pourrait être la poussière et le gaz éjectés d’une étoile fusionnée qui est toujours là-bas quelque part.” A déclaré Randy Campbell, responsable des opérations scientifiques à l’observatoire Keck et co-auteur de l’article :
“C’est excitant de voir des changements significatifs de la forme et de la dynamique de X7 avec autant de détails sur une échelle de temps relativement courte, car les forces gravitationnelles du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée influencent cet objet. C’est un privilège de pouvoir étudier l’environnement extrême au centre de notre galaxie. Cette étude ne peut être réalisée qu’en utilisant les superbes capacités de Keck et réalisée au très spécial et vénéré Maunakea, avec honneur et respect pour le mauna.
Sur la base de sa trajectoire, l’équipe estime que X7 fera son approche la plus proche de Sgr A * dans le courant de 2036, puis tournera vers l’intérieur pour être dévoré. En attendant, l’équipe de recherche continuera à surveiller X7 à l’aide de l’observatoire de Keck et à observer la puissante gravité de Sgr A* le séparer.
Lectures complémentaires : UCLA, The Astrophysical Journal
